JPH11304115A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液化燃料ガスを触媒燃焼させて、その熱を利
用する携帯に便利な触媒燃焼装置において、燃焼部の温
度が所定の温度よりも低いときは着火部を動作させて再
着火して触媒を再度加熱することにより、低い温度でも
温度制御できるようにする。 【解決手段】 燃料調節部２３により燃料ガスと空気を
酸化反応させて熱を発生させる燃焼部２１への燃料ガス
の供給を制御し、この燃料調節部２３からの燃料ガスに
着火部２４により着火し、燃焼部２１の温度を温度検知
部２５により検知する。この温度検知部２５の出力信号
を制御部２６に入力し、燃料調節部２３と着火部２４を
制御するよう構成し、制御部２６は、燃焼部２１の温度
が触媒燃焼する温度よりも低いときは着火部２４を動作
させるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化燃料ガスを触
媒燃焼させて、その熱を利用する携帯に便利な触媒燃焼
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の触媒燃焼装置は図８に示
す構成となっていた。以下、その構成について説明す
る。

【０００３】図に示すように、触媒１は熱伝導性の良好
な材料で形成したケース２の内面に固定している。ケー
ス２に設けた排気孔３と触媒１との間のケース２の内面
にセラミックなどの電気絶縁体４を設け、この電気絶縁
体４には着火時に火花を飛ばして触媒１に着火する放電
電極５を設けて触媒燃焼部６を構成している。

【０００４】感温フェライト７は、磁気的特性が急激に
変化するキューリ点を持ち、リング状に形成して外殻８
に固定している。磁石９は、外殻８の内面に所定の隙間
１０を介して感温フェライト７に対向して設け、感温フ
ェライト７を吸引するもので、感温フェライト７と反対
側の面に弁部材１１を固定している。ばね１２は磁石９
を感温フェライト７より離反する方向に付勢している。

【０００５】弁体１３は、弁部材１１に対向して弁ポー
ト１４を設けて弁１５を形成するとともに、弁ポート１
４と反対側の位置に気化燃料ガスを触媒１に向けて噴出
するノズル１６を設けている。

【０００６】感温フェライト７、外殻８、磁石９、弁部
材１１、ばね１２、弁体１３等で触媒燃焼部６の燃焼温
度を制御する温度制御部１７を構成し、外殻８をケース
２の一端の内面に圧入固定している。１８は燃料ガス供
給口である。また、触媒１とノズル１６との間には空気
を取り入れる孔１９を設けている。

【０００７】上記構成において動作を説明すると、燃料
ガス供給口１８より燃料ガスを供給すると、燃料ガスは
感温フェライト７の中央部を通り、感温フェライト７と
磁石９の隙間から、磁石９と外殻８との隙間１０を通過
して、弁ポート１４に至りノズル１６より吹き出す。こ
の時、燃料ガスの流速により孔１９から空気が引きこま
れて燃料ガスと空気の混合気となり触媒１に供給され
る。

【０００８】そして、放電電極５より火花を飛ばすこと
により、触媒１の放電電極５側に火炎を生じる。生じた
火炎により触媒１は加熱され、やがて触媒燃焼を開始す
る。触媒１が触媒燃焼を開始することにより、火炎には
排気ガスしか来なくなり、自然に消滅する。触媒燃焼に
よりケース２が加熱され、その熱は外殻８も加熱する。

【０００９】外殻８が加熱されることによって、外殻８
に固定された感温フェライト７を加熱し、感温フェライ
ト７の温度が組成によって決まるキューリ点に達する
と、磁石９は感温フェライト７に吸着できなくなり、ば
ね１２により感温フェライト７から離され、弁部材１１
が弁体１３側へ移動して弁ポート１４を塞ぐ。これによ
り、燃料ガスは触媒１に供給されなくなり、温度が低下
する。

【００１０】感温フェライト７の温度が低下すると、磁
石９は再び感温フェライト７を吸着し、弁ポート１４を
開き燃料ガスを供給する。この燃料ガスが供給されたと
き、触媒１の温度が触媒燃焼を継続する温度より低くな
ければ、燃料ガスが供給されると再び触媒燃焼を開始す
る。この作用を繰り返すことで、ケース２の温度を一定
に保つことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、触媒燃焼を継続させるためには、燃料ガスが触媒
１に供給されなくなった後、再度燃料ガスが供給された
ときの触媒１の温度が触媒燃焼を継続する温度より低く
ならないことが必須要件であり、この要件を満足させる
ために、感温フェライト７のキューリ点を高く設定する
必要があり、温度制御の設定温度を低く設定することが
できなかった。

【００１２】そこで、あえて低い温度で温度制御する場
合は、燃料ガスが触媒１に供給されなくなった後、再度
燃料ガスが供給されたときの触媒１の温度が触媒燃焼を
継続する温度より低くなっているため、使用者は、その
たびにスイッチ（図示せず）を操作して放電電極５から
火花を飛ばし、触媒１の放電電極５側に火炎を生じさせ
なければならず、使い勝手が悪くなるという問題があっ
た。

【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、燃焼部の温度が所定の温度よりも低いときは着火部
を動作させて再着火して触媒を再度加熱することによ
り、低い温度でも温度制御できるようにすることを目的
としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、燃料調節部により燃料ガスと空気を酸化反
応させて熱を発生させる燃焼部への燃料ガスの供給を制
御し、この燃料調節部からの燃料ガスに着火部により着
火し、燃焼部の温度を温度検知部により検知する。この
温度検知部の出力信号を制御部に入力し、燃料調節部と
着火部を制御するよう構成し、制御部は、燃焼部の温度
が触媒燃焼する温度よりも低いときは着火部を動作させ
るよう構成したものである。

【００１５】これにより、燃焼部の温度が所定の温度よ
りも低いときは着火部を動作させて再着火して触媒を再
度加熱することにより、低い温度でも温度制御すること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させる燃
焼部と、この燃焼部の温度を検知する温度検知部と、前
記燃焼部への燃料ガスの供給を制御する燃料調節部と、
この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着火部と、前
記温度検知部の出力信号を入力し前記燃料調節部と前記
着火部を制御する制御部と、前記燃料調節部と前記着火
部と前記制御部と前記温度検知部に電源を供給する電源
部とを備え、前記制御部は、前記燃焼部の温度が触媒燃
焼する温度よりも低いときは前記着火部を動作させるよ
う構成したものであり、燃焼部の温度が触媒燃焼する温
度よりも低いときは着火部を動作させて再着火し、触媒
を再度加熱することにより、低い温度でも温度制御する
ことができる。

【００１７】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御部は、燃焼部の温度上昇を検
知すると着火部の動作を停止させるよう構成したもので
あり、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長く
することができる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御部は、着火部を所定時間動作
させ、燃焼部の温度上昇を検知しないとき、再度着火部
を動作させるよう構成したものであり、電源部の消費電
力を抑えて機器の使用時間を長くすることができるとと
もに、確実に着火動作をさせることができる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、上記請求項１ま
たは２記載の発明において、制御部は、着火部が動作し
て所定の時間経過後も燃焼部の温度上昇を検知しないと
きは、燃料調節部を一旦オフし再度オンしてから前記着
火部を動作させるよう構成したものであり、燃料調節部
のひっかかり等で正常にオン・オフができていないとき
に、一連の動作をさせてオン・オフの状態を変えること
により正常な状態に戻すことができる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、上記請求項１〜
４に記載の発明において、電源部の電圧を検知する電圧
検知部を備え、制御部は、前記電源部の電圧によって着
火部の動作時間を変更するよう構成したものであり、電
源部の消費電力をさらに抑えて機器の使用時間を長くす
ることができる。

【００２１】請求項６に記載の発明は、上記請求項１、
３、４に記載の発明において、制御部は、少なくとも１
回放電させるのに必要な時間着火部を動作させるよう構
成したものであり、電源部の消費電力を抑えて機器の使
用時間を長くすることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２３】（実施例１）図１は、本実施例の主要な構
成を示すブロック回路図、図２は、触媒燃焼装置を衣類
等に装着し、触媒燃焼により発生する熱を利用したもの
である。

【００２４】図１および図２に示すように、燃焼部２１
は、燃焼用触媒（図示せず）を用い、燃料タンク２２よ
り送られてくる燃料ガスと空気の混合ガスを酸化反応さ
せて熱を発生させる。燃料調節部２３は電磁弁等で構成
し、燃料タンク２２からの燃料ガスを燃焼部２１へ供給
したり、あるいは遮断するものである。着火部２４は高
電圧放電により火花を発生させ、燃料ガスに着火させる
ものである。

【００２５】着火部２４は燃料ガスに着火させて火炎が
発生すると動作は不要となる。発生した火炎は燃焼用触
媒を加熱し、その後は触媒燃焼に移行する。触媒燃焼に
移行すると、着火部２４に流入するガスは排気ガスとな
り、火炎は消える。温度検知部２５は、燃焼部２１の温
度を検知し、その検知出力を制御部２６へ入力する。温
度設定部２７は、あらかじめ制御部２６に持たせた複数
の温度制御レベルのうち希望の温度制御レベルを設定す
るものである。

【００２６】制御部２６は温度検知部２５の出力と、温
度設定部２７で設定された温度制御レベルとを比較し、
その比較出力を燃料調節部２３に出力し、燃焼部２１を
希望の温度で温度制御する。電源部２８は電池等を用
い、制御部２６、着火部２４、燃料調節部２３、温度検
知部２５、温度設定部２７を動作させている。

【００２７】加熱シート２９は、熱伝導のよい金属箔や
金属メッシュ、熱伝導繊維などの熱伝導性材料によって
構成し、燃焼部２１を固着し、燃焼部２１により加熱さ
れる。

【００２８】上記構成において図３を参照しながら動作
を説明する。燃焼部２１の平均温度をＴ１で温度制御す
る場合、温度設定部２７により燃料調節部２３をオフす
る所定の温度Ｔ２と燃料調節部２３をオンする所定の温
度Ｔ３とを設定する。制御部２６は、触媒燃焼に移行す
る温度Ｔ０よりも低い間は、着火部２４を動作させて燃
料ガスに着火させる。

【００２９】これにより火炎が発生すると、発生した火
炎は燃焼用触媒および燃焼部２１を加熱し、燃焼部２１
の温度がＴ０以上になると触媒燃焼に移行するとともに
温度上昇率が大きくなる。

【００３０】燃焼部２１の温度が所定の温度Ｔ２に到達
すると、制御部２６は燃料調節部２３をオフして燃料タ
ンク２２からの燃料ガスの供給を停止させる。その後、
燃焼部２１温度は徐々に低下し、温度Ｔ０以下になると
触媒燃焼が停止する。そして、制御部２６は燃焼部２１
の温度が所定の温度Ｔ３よりも低くなると、燃料調節部
２３をオンして燃料タンク２２から燃料ガスを供給する
とともに、再度着火部２４を動作させて燃料ガスに着火
させて火炎を発生させ、燃焼部２１の温度を上昇させ
る。

【００３１】これらの一連の動作を繰り返すことで、燃
焼部２１の平均温度をＴ１で温度制御できるので、燃料
調節部２３をオンする所定の温度Ｔ３の温度を下げるこ
とで、さらに低い温度での温度制御をすることができ
る。

【００３２】なお、本実施例では、燃料調節部２３をオ
ンする所定の温度Ｔ３を触媒燃焼に移行する温度Ｔ０よ
り低く設定しているが、温度設定部２７により複数の温
度を設定できるようにし、高温に設定したとき、所定の
温度Ｔ３を温度Ｔ０より高く設定してもよく、この場合
は、燃焼部２１の温度が所定の温度Ｔ０よりも高くな
り、燃料ガスを供給したとき、着火部２４を動作させな
くてもよい。

【００３３】（実施例２）図１における制御部２６は、
燃焼部２１の温度上昇（単位時間ｔ当たりの温度の変
化）を検知すると、着火部２４の動作を停止させるよう
構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。

【００３４】上記構成において図４を参照しながら動作
を説明する。燃焼部２１の温度が所定の温度Ｔ２に到達
すると、制御部２６は燃料調節部２３をオフして燃料タ
ンク２２からの燃料ガスの供給を停止させ、所定の温度
Ｔ３よりも低くなると、燃料調節部２３をオンして燃料
タンク２２から燃料ガスを供給するとともに、再度着火
部２４を動作させて燃料ガスに着火させて火炎を発生さ
せ、燃焼部２１の温度を上昇させる。

【００３５】ここで、燃焼部２１の温度上昇を検知する
と、着火部２４の動作を停止させることにより、電源部
２８の消費電力を抑えることができ、機器の使用時間を
長くすることができる。

【００３６】なお、本実施例では、燃焼部２１の温度上
昇を検知する場合、単位時間ｔ当たりの温度の変化を検
知するようにしているが、時間に関係なく所定の温度差
を検知することで、燃焼部２１の温度上昇を検知するよ
うにしてもよい。

【００３７】（実施例３）図１における制御部２６は、
着火部２４を所定時間ｔ１動作させ、燃焼部２１の温度
上昇を検知しないとき、再度着火部２４を動作させるよ
う構成している。他の構成は上記実施例１と同じであ
る。

【００３８】上記構成において図５を参照しながら動作
を説明する。燃焼部２１の温度が所定の温度Ｔ２に到達
し、燃料調節部２３をオフして燃料タンク２２からの燃
料ガスの供給を停止させ、所定の温度Ｔ３よりも低くな
ると、燃料調節部２３をオンして燃料タンク２２から燃
料ガスを供給するとともに、着火部２４を所定時間ｔ１
動作させる。

【００３９】着火部２４を動作させた後、時間ｔ２経過
後に温度検知部２５により燃焼部２１の温度を検知し、
時間ｔ２の間に温度上昇がないときは、着火できなかっ
たと判断し、再度着火部２４を所定時間ｔ１動作させ
る。そして、時間ｔ２経過後に温度検知部２５により燃
焼部２１の温度を検知し、時間ｔ２の間に温度上昇△Ｔ
があれば、着火できたと判断し、着火動作を終了する。
時間ｔ２の間に温度上昇がないときは同じ動作を繰り返
す。

【００４０】このように、着火部２４を所定時間ｔ１動
作させるため、電源部２８の消費電力を抑えて機器の使
用時間を長くすることができるとともに、時間ｔ２の間
に温度上昇がないときは、再度着火部２４を動作させる
ため、確実に着火動作をさせることができる。

【００４１】（実施例４）図１における制御部２６は、
着火部２４が動作して所定の時間経過後も燃焼部２１の
温度上昇を検知しないときは、燃料調節部２３を一旦オ
フし、再度オンしてから着火部２４を動作させるよう構
成している。他の構成は上記実施例１と同じである。

【００４２】上記構成において図６を参照しながら動作
を説明する。燃焼部２１の温度が所定の温度Ｔ２に到達
し、燃料調節部２３をオフして燃料タンク２２からの燃
料ガスの供給を停止させ、所定の温度Ｔ３よりも低くな
ると、燃料調節部２３をオンして燃料タンク２２から燃
料ガスを供給するとともに、再度着火部２４を動作させ
る。

【００４３】ここで、着火部２４を所定時間ｔ１秒動作
させ、その後所定時間ｔ３秒経過しても燃焼部２１の温
度上昇を検知できないときは、燃料調節部２３をオフ
し、オン、オフを繰り返してから再度オンし、着火部２
４を動作させることにより、燃料調節部２３のひっかか
り等で正常にオン・オフができていない場合に一連の動
作をさせてオン・オフの状態を変えて、正常な状態に戻
すことができる。

【００４４】なお、本実施例では、燃焼部２１の温度上
昇を検知できないとき、燃料調節部２３をオフし、オ
ン、オフを繰り返してから再度オンしているが、オン、
オフの繰り返しはなくてもよい。

【００４５】（実施例５）図７に示すように、電圧検知
部３０は、電源部２８の電圧を検知するもので、制御部
３１は、電源部２８の電圧によって、（表１）に示すよ
うに、着火部２４を動作させる時間を変更するよう構成
している。他の構成は上記実施例１と同じである。

【００４６】

【表１】

【００４７】上記構成において動作を説明すると、着火
部２４は、電源部２８の電圧が低下してくると、火花の
発生間隔が長くなる。このため、（表１）のように、電
源部２８の電圧に応じて着火部２４を動作させる時間ｔ
１を変えることにより、電源部２８の消費電力をさらに
抑えることができ、機器の使用時間を長くすることがで
きる。

【００４８】なお、電圧検知部３０を設けないで、着火
部２４の動作時間ｔ１を燃料ガスに着火するのに必要な
最小の時間（たとえば、電源部２８の電圧が低下しても
火花を最低１回は発生させる時間、具体的には０．２
秒）着火部２４を動作させるようにすれば、電圧検知部
３０を動作させない分電源部２８の消費電力を抑えるこ
とができる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の
発明によれば、燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発
生させる燃焼部と、この燃焼部の温度を検知する温度検
知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を制御する燃料
調節部と、この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着
火部と、前記温度検知部の出力信号を入力し前記燃料調
節部と前記着火部を制御する制御部と、前記燃料調節部
と前記着火部と前記制御部と前記温度検知部に電源を供
給する電源部とを備え、前記制御部は、前記燃焼部の温
度が触媒燃焼する温度よりも低いときは前記着火部を動
作させるよう構成したから、燃焼部の温度が触媒燃焼す
る温度よりも低いときは着火部を動作させて再着火し、
触媒を再度加熱することにより、低い温度でも温度制御
することができる。

【００５０】また、請求項２に記載の発明によれば、制
御部は、燃焼部の温度上昇を検知すると着火部の動作を
停止させるよう構成したから、電源部の消費電力を抑え
て機器の使用時間を長くすることができる。

【００５１】また、請求項３に記載の発明によれば、制
御部は、着火部を所定時間動作させ、燃焼部の温度上昇
を検知しないとき、再度着火部を動作させるよう構成し
たから、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長
くすることができるとともに、確実に着火動作をさせる
ことができる。

【００５２】また、請求項４に記載の発明によれば、制
御部は、着火部が動作して所定の時間経過後も燃焼部の
温度上昇を検知しないときは、燃料調節部を一旦オフし
再度オンしてから前記着火部を動作させるよう構成した
から、燃料調節部のひっかかり等で正常にオン・オフが
できていないときに、一連の動作をさせてオン・オフの
状態を変えることにより正常な状態に戻すことができ
る。

【００５３】また、請求項５に記載の発明によれば、電
源部の電圧を検知する電圧検知部を備え、制御部は、前
記電源部の電圧によって着火部の動作時間を変更するよ
う構成したから、電源部の消費電力をさらに抑えて機器
の使用時間を長くすることができる。

【００５４】また、請求項６に記載の発明によれば、制
御部は、少なくとも１回放電させるのに必要な時間着火
部を動作させるよう構成したから、電源部の消費電力を
抑えて機器の使用時間を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の触媒燃焼装置のブロッ
ク回路図

【図２】同触媒燃焼装置の斜視図

【図３】同触媒燃焼装置の着火部の動作タイミングチャ
ート

【図４】本発明の第２の実施例の触媒燃焼装置の着火部
の動作タイミングチャート

【図５】本発明の第３の実施例の触媒燃焼装置の着火部
の動作タイミングチャート

【図６】本発明の第４の実施例の触媒燃焼装置の着火部
と燃料調節部の動作タイミングチャート

【図７】本発明の第５の実施例の触媒燃焼装置のブロッ
ク回路図

【図８】従来の触媒燃焼装置の燃焼部の要部断面図

【符号の説明】

２１ 燃焼部 ２３ 燃料調節部 ２４ 着火部 ２５ 温度検知部 ２６ 制御部 ２８ 電源部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 清信 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中井 厚仁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発
   生させる燃焼部と、この燃焼部の温度を検知する温度検
   知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を制御する燃料
   調節部と、この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着
   火部と、前記温度検知部の出力信号を入力し前記燃料調
   節部と前記着火部を制御する制御部と、前記燃料調節部
   と前記着火部と前記制御部と前記温度検知部に電源を供
   給する電源部とを備え、前記制御部は、前記燃焼部の温
   度が触媒燃焼する温度よりも低いときは前記着火部を動
   作させるよう構成した触媒燃焼装置。
2. 【請求項２】 制御部は、燃焼部の温度上昇を検知する
   と着火部の動作を停止させるよう構成した請求項１記載
   の触媒燃焼装置。
3. 【請求項３】 制御部は、着火部を所定時間動作させ、
   燃焼部の温度上昇を検知しないとき、再度着火部を動作
   させるよう構成した請求項１記載の触媒燃焼装置。
4. 【請求項４】 制御部は、着火部が動作して所定の時間
   経過後も燃焼部の温度上昇を検知しないときは、燃料調
   節部を一旦オフし再度オンしてから前記着火部を動作さ
   せるよう構成した請求項１または２記載の触媒燃焼装
   置。
5. 【請求項５】 電源部の電圧を検知する電圧検知部を備
   え、制御部は、前記電源部の電圧によって着火部の動作
   時間を変更するよう構成した請求項１〜４のいずれか１
   項に記載の触媒燃焼装置。
6. 【請求項６】 制御部は、少なくとも１回放電させるの
   に必要な時間着火部を動作させるよう構成した請求項
   １、３、４のいずれか１項に記載の触媒燃焼装置。